Classificação de um polímero

De acordo com sua origem

• Polímeros naturais: biopolímeros  : são polímeros formados por organismos vivos;
• Polímeros artificiais: estes polímeros são obtidos por modificação química de um polímero natural de origem:
  • planta: a celulose é derivado, inter alia, de madeira e de algodão e, em seguida, convertido em ésteres de celulose , éteres de celulose ,  etc.  ;
  • animal: caseína de leite misturada com formaldeído dá Galalith ,
• Polímeros sintéticos: polímeros preparados por polimerização de moléculas monoméricas  : poliestireno , poliisopreno sintético ,  etc.

De acordo com a composição química de sua cadeia esquelética

Um polímero pode ser:

• orgânico;
• inorgânico: polímeros inorgânicos são polímeros cuja estrutura não contém átomos de carbono;
• híbrido: polímeros híbridos são polímeros que incluem compostos orgânicos e inorgânicos.

Um polímero também pode ser:

• homo-cadeias: um polímero de homo-cadeia tem uma cadeia principal construída com os átomos de um único elemento;
• heterocadeias: um polímero de heterocadeia possui uma cadeia principal constituída por átomos de mais de um tipo de elemento.

Exemplos de carbono orgânico - polímeros de homo-cadeia de carbono :

• as poliolefinas (ou polialquenos)
• polialcadienos de polímero de dienos  :
  • o polibutadieno (BR) e seus copolímeros  : polibutadieno hidroxitelequélico (HTPB), poli (acrilonitrila-co-butadieno) (NBR, "borracha de nitrila"), poli (estireno-co-butadieno) (SBR), poli (bloco de estireno- butadieno) (SBS), poli (acrilonitrila-co-butadieno-co-estireno) (ABS),
  • poliisopreno sintético (IR), policloropreno (CR), poli (estireno-co-acrilonitrila) (SAN), poliacetileno (PAC), poli (isobuteno-co-isopreno) (IIR, "borracha de butila"),
• polímeros acrílicos  :
  • poliacrílicos  : [(ROCO) CHCH 2 ] n  : poli ( ácido acrílico ) (PAA), poliacrilatos , poliacrilamida (PAM), poli (acrilatos de alquil) (poli (acrilato de metila) (PMA), poli (acrilato) etil) (PEA ), poli (acrilato de butila) (PBA)),
  • polimetacrílicos  : [(ROCO) C (Me) CH 2 ] n  : poli ( ácido metacrílico ) (PMA) e polimetacrilatos ,
• polímeros de vinil  :
  • éteres polivinílicos: [ROCHCH 2 ] n  : éter polivinil metílico (PMVE), éter polivinil etílico, éter polivinil isobutílico,
  • álcoois polivinílicos: álcool polivinílico (PVAL) [HOCHCH 2 ] n ,
  • polivinil cetonas: [RCOCHCH 2 ] n  : polivinil metil cetona,
  • polivinis halogenados: [CR 2 CR 2 ] n com R possivelmente sendo um H ou um X ( halogênio ):
    • polivinis clorados  : poli (cloreto de vinil) (PVC), poli (cloreto de vinil) superclorado (PVC-C), poli (cloreto de vinilideno) (PVDC),
    • polivinis fluorados  : politetrafluoroetileno (PTFE), poli (fluoreto de vinil) (PVF), poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF), etileno tetrafluoroetileno (ETFE), perfluoroalcoxi (PFA),
  • nitrila polivinila: poliacrilonitrila (PAN) [NCCHCH 2 ] n ,
  • polivinilésteres: [RCOOCHCH 2 ] n  : poli (acetato de vinila) (PVAc),
  • polivinil acetais  : poli (vinil butiral) (PVB), poli (vinil formal), poli (vinil acetal),
  • polivinilpiridina ,
  • polivinilpirrolidona (PVP),
• os polímeros estirênicos ,
• poliarilenealquilenos  : [Ar- (CH 2 )] n …

Exemplos de polímeros orgânicos de hetero-carbono- heteroátomo  : as famílias de polímeros mais conhecidas estão listadas abaixo de acordo com o grupo funcional que constitui sua cadeia esquelética:

• oxigênio  : poliéteres , poliésteres , policarbonatos , polianidridos  ;
• nitrogênio  : poliaminas, poliiminas , poliamidas , poliureias , poliimidas  ;
• oxigênio-nitrogênio: poliuretanos  ;
• oxigênio-enxofre: polissulfonas ...

De acordo com sua massa molar média

Para que um polímero tenha propriedades mecânicas interessantes, sua massa molar média deve atingir e exceder um certo valor crítico. Este valor depende da natureza do polímero, mas é aproximadamente entre 2.000 e 10.000  g / mol . Abaixo desse valor, falamos de um oligômero .

De acordo com o número do tipo de unidades repetidas

• Os homopolímeros  : são polímeros compostos por um único tipo de unidade repetitiva . A presença de uma única unidade geralmente resulta da polimerização de um único tipo de monômero  : polietileno , poliestireno ,  etc.
• Os copolímeros  : são polímeros compostos por pelo menos dois tipos de unidades repetitivas. Estes materiais possuem propriedades físico-químicas e mecânicas intermediárias com as obtidas nos homopolímeros correspondentes: ABS, etc.

De acordo com suas propriedades termomecânicas

• Polímeros termoplásticos  : são polímeros lineares (ou unidimensionais) , resultantes da polimerização de monômeros de dois valores . As unidades monoméricas são ligadas covalentemente. Eles se tornam maleáveis ​​quando aquecidos, o que permite que sejam modelados .
• Polímeros termoendurecíveis  endurecem de forma irreversível sob a ação do calor e / ou pela adição de um reagente, ligações covalentes se desenvolvem em três dimensões, são polímeros dimensionais .
• Elastômeros  : dependendo do tipo de reticulação , os elastômeros são classificados em duas famílias:
  • elastômeros termoendurecíveis  : baixa reticulação com ligações covalentes;
  • elastômeros termoplásticos (TPE): baixa reticulação com ligações não covalentes como ligações de hidrogênio .

De acordo com a arquitetura de sua rede

De acordo com o tipo de cadeia de unidades de repetição, os polímeros podem ser classificados em:

• polímeros lineares;
• polímeros ramificados  ;
• polímeros reticulados .

De acordo com sua condição física

Um polímero pode estar presente à temperatura ambiente no estado líquido (mais ou menos viscoso) ou sólido.

De acordo com sua cristalinidade

• Polímeros amorfos  : o caso mais frequente.
• Polímeros semicristalinos .

A tabela a seguir compara essas duas famílias de polímeros.

Definições	Polímeros amorfos	Polímeros semicristalinos
Estrutura de polímero	Desorganizado: cadeias muito ramificadas, desordenadas ou em bolas	Organizado: cadeias alinhadas, ordenadas e simétricas
Propriedades mecânicas	Mantido em fluência e impacto, difícil de esticar (fibras curtas ou filmes)	Resistência à fadiga dinâmica, boas propriedades de fluxo (possibilidade de fazer fibras e filmes)
Propriedades ópticas	Transparente quando não modificado, carregado ou colorido	Translúcido ou opaco
Propriedades térmicas	Amolecimento gradual por aumento de temperatura	Intervalo m.p. estreito que permite uma rápida transição do estado sólido ou pastoso para um estado fluido por aumento de temperatura
Propriedades quimicas		Boa resistência química, em particular a hidrocarbonetos e solventes
Faixa de temperatura de uso	<ou> T v ( temperatura de transição vítrea )	<T f ( temperatura de fusão )
Faixa de temperatura de deformação	> T v	> T f
Exemplos	PMMA , policarbonato de bisfenol A, PS e seus copolímeros	PE , PPi , PA

De acordo com o número de ligações entre as unidades constituintes

• Polímeros monocatenários  : as unidades de construção adjacentes são conectadas entre si por dois átomos, um de um lado e um do outro lado de cada unidade de construção.
• Polímeros de cadeia dupla: unidades de construção adjacentes são conectadas umas às outras por três ou quatro átomos, dois de um lado e um ou dois do outro lado de cada unidade de construção.
  • Polímeros espirais: unidades de construção adjacentes são conectadas umas às outras por três átomos, dois de um lado e um do outro lado de cada unidade de construção.
  • Polímeros de escada: unidades de construção adjacentes são conectadas umas às outras por quatro átomos, dois de um lado e dois do outro lado de cada unidade de construção.
• Polímeros de multifilamento ( n- catenários): unidades de construção adjacentes são conectadas umas às outras por mais de quatro átomos, mais de dois em pelo menos um lado de cada unidade de construção.

De acordo com a aromaticidade de sua cadeia esquelética

• Polímeros alifáticos  : feitos de monômeros alifáticos.
• Polímeros semiaromáticos: produzidos a partir de uma mistura de monômeros alifáticos e aromáticos.
• Polímeros aromáticos (poliaromáticos): feitos de monômeros aromáticos.

O aumento da aromaticidade dos polímeros aumenta sua resistência:

• mecânico: choques, desgaste, deslizamento , fricção,  etc.  ;
• térmico:
  • redução no coeficiente de expansão , portanto, a redução na contração de moldagem,
  • aumento da resistência ao fogo ,
  • aumento na temperatura de transição vítrea ,
  • aumento da temperatura de degradação;
• químico: solventes ...

Os polímeros semiaromáticos têm altas temperaturas de fusão, de modo que seu processamento é feito em temperaturas mais altas do que as usadas para os polímeros alifáticos.

Os polímeros aromáticos geralmente não possuem um ponto de fusão, o que torna seu processamento ainda mais difícil.

De acordo com a estereosseletividade

Diz respeito apenas aos polímeros resultantes da polimerização em cadeia . Os polímeros podem ter as seguintes táticas:

• Polímeros estereo-irregulares ou atáticos: os substituintes são posicionados aleatoriamente.
• Polímeros estereorregulares:
  • polímeros isotáticos: todos os substituintes estão no mesmo lado da cadeia;
  • polímeros sindiotáticos: os substituintes estão distribuídos alternadamente em um lado e no outro da cadeia.

De acordo com a regiosseletividade

Diz respeito apenas aos polímeros resultantes da polimerização em cadeia. A sequência de padrões pode ser feita por:

• Cabeça com cauda: CH 2 -CH-R - CH 2 -CH-R: o caso mais frequente.
• cauda a cauda: R-CH-CH 2 - CH 2 -CH-R.
• Frente a frente: CH 2 -CH-R - R-CH-CH 2 .

De acordo com o isomerismo cis - trans

Refere-se apenas a polímeros resultantes da polimerização de 1,3-dienos. Os polímeros podem ser cis , trans ou uma combinação de ambos.

De acordo com sua carga iônica

• Polímeros descarregados: o caso mais frequente.
• Polímeros iônicos .

De acordo com suas propriedades elétricas

• Polímeros isolantes: o caso mais frequente.
• Polímeros semicondutores .
• Polímeros condutores .

De acordo com suas propriedades térmicas

• Polímeros termolábeis  : o caso mais frequente.
• Polímeros termostáveis .

De acordo com suas propriedades ópticas

• Polímeros opacos.
• Polímeros translúcidos.
• Polímeros transparentes: vidros orgânicos: policarbonato de bisfenol A, polimetilmetacrilato.

Referências

1. (em) "  biopolímeros  " Compêndio de Terminologia Química [ "  Livro de Ouro  "], IUPAC 1997, corrigido versão online (2006-), 2 ª  ed.
2. Serge Étienne, Laurent David, Émilie Gaudry, Philippe Lagrange, Julian Ledieu e Jean Steinmetz, “Materiais de A a Z - 400 entradas e exemplos para entender”, Dunod, 2008
3. [PDF] Glossário de termos básicos da ciência do polímero

Artigos relacionados

• Polimerização
• Modificação química de um polímero
• Processo de polimerização